DE3611220A1 - Method and device for operating an internal combustion engine - Google Patents

Method and device for operating an internal combustion engine

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Abstract

In the case of an internal combustion engine which holds the inlet and outlet valves in their limit positions by means of energised electromagnets, the current behaviour of the driven electromagnets is monitored, impact detection being carried out. A brief drop in the switching-on current signals that the armature has struck the pole surfaces. If the impact signal remains off, a starting device is driven which once again moves the inlet or outlet valve into its operating position.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Brennkraft­ maschine gemäß Oberbegriff des Anspruches 1. Weiterhin wird er­ findungsgemäß eine Brennkraftmaschine gemäß Oberbegriff des An­ spruches 4 beschrieben.The invention relates to a method for operating an internal combustion engine machine according to the preamble of claim 1. Furthermore, it according to the invention an internal combustion engine according to the preamble of the Proof 4 described.

Eine derartige Brennkraftmaschine ist der DE-A 30 24 109 entnehm­ bar. Die dort beschriebene Brennkraftmaschine besitzt Gaswechsel­ ventile, die nicht über eine Nockenwelle gesteuert werden, sondern in ihrer Öffnungs- und Schließlage durch ein Federsystem gedrückt werden. In Ruhestellung der Gaswechselventile ist das Gaswech­ selventil durch die Federbeaufschlagung in einem Ruhepunkt, der in etwa der Zwischenstellung zwischen Öffnungs- und Schließstel­ lung entspricht. In den Endstellungen wird das Gaswechselventil durch Elektromagnete gehalten, wobei eine Ankerplatte des Gas­ wechselventiles an den Polflächen der Elektromagnete klebt. Mit Ausschalten eines Elektromagneten wird das Gaswechselventil durch die Federkraft beschleunigt in Richung zum anderen Elektromagne­ ten, um dort nach Auftreffen der Ankerplatte auf die Polfläche bei eingeschaltetem Elektromagneten kleben zu bleiben.Such an internal combustion engine can be found in DE-A 30 24 109 bar. The internal combustion engine described there has gas changes valves that are not controlled by a camshaft, but pressed in their open and closed positions by a spring system will. The gas exchange is in the idle position of the gas exchange valves selventil by the spring action at a point of rest, the roughly the intermediate position between the opening and closing position lung corresponds. The gas exchange valve is in the end positions held by electromagnets, an anchor plate of the gas exchange valve sticks to the pole faces of the electromagnets. With The gas exchange valve is switched off by switching off an electromagnet the spring force accelerates towards the other electromagnet to get there after the anchor plate hits the pole face sticking with the electromagnet on.

Der primäre Einschaltvorgang, um das Gaswechselventil aus sei­ ner Ruhelage mittig zwischen den Öffnungs- und Schließelektro­ magneten zu bringen, geschieht durch eine Startansteuerung, die auf mechanischem, elektromagnetischem oder hydraulischem Wege das Gaswechselventil erstmalig in die Nähe des erregten Magneten drückt, damit das Federsystem vorgespannt wird, um anschließend die Energie aufbringen zu können, das Gaswechselventil in seiner Öffnungs- und Schließstellung hin- und herzudrücken. The primary turn on process to turn the gas exchange valve off A quiet position in the middle between the opening and closing electrodes Bring magnets is done by a start control that by mechanical, electromagnetic or hydraulic means the gas exchange valve for the first time in the vicinity of the excited magnet presses so that the spring system is preloaded and then the energy to be able to apply the gas exchange valve in his Push the opening and closing positions back and forth.  

Es leuchtet unmittelbar ein, daß eine derartige Vorrichtung nicht betriebsfähig ist, wenn das Gaswechselventil nicht in seine Öff­ nungs- und Schließstellung bewegt wird. Kommt es während des Betriebes zu einem Fehlverhalten, beispielsweise indem einer der Elektromagneten die Ankerplatte nicht richtig einfängt, so daß das Gaswechselventil in seine Ruhestellung übergeht, arbei­ tet das Gaswechselventil trotz weiterer Erregungen der Öffnungs- und Schließelektromagneten nicht mehr.It is immediately obvious that such a device is not is operational if the gas exchange valve is not in its opening Opening and closing position is moved. Does it happen during the Malpractice, for example by the electromagnet does not catch the anchor plate properly, so that the gas exchange valve goes into its rest position, work does the gas exchange valve despite further excitation of the opening and closing electromagnets no longer.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, um eine Brennkraftmaschine der gattungsgemäßen Art zu betreiben, ohne daß die oben beschriebenen Ausfälle auftreten. The object of the invention is to provide a method for a Operate internal combustion engine of the generic type without that the failures described above occur.

Die Aufgabe wird gelöst durch den Anspruch 1.The object is achieved by claim 1.

Eine zur Durchführung des Verfahrens aufgebaute Brennkraftmaschi­ ne ist in Anspruch 4 beschrieben. An internal combustion engine built to carry out the method ne is described in claim 4.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß durch Überwachung des An­ steuerstromes für die Elektromagnete eine Auftrefferkennung durch­ geführt wird, so daß ein Überwachungssystem feststellen kann, ob die Elektromagnete die Ankerplatte auch tatsächlich angezo­ gen haben. Wird durch dieses Überwachungssystem ein Fehlverhal­ ten signalisiert, wird die Startvorrichtung angesteuert, um so­ fort das Gaswechselventil aus seiner mittigen Ruhestellung wie­ der in die Startstellung zu bringen, so daß es seinen Betrieb wieder aufnehmen kann.According to the invention it is provided that by monitoring the An control current for the electromagnets by detection is carried out so that a surveillance system can determine whether the electromagnets actually tightened the armature plate have. If this monitoring system becomes misconduct ten signaled, the starter is controlled, so away the gas exchange valve from its central rest position like to bring the one into the starting position so that it starts operating can resume.

Eine Auftrefferkennung der hier benutzten Art ist bekannt aus der DE-A 22 51 472, die dort für Blockierschutzsysteme angewen­ det wird. Die elektromagnetische Ansteuerung von elektromagne­ tischen Verbrauchern, wie sie hier bei den Elektromagneten zum Halten der Gaswechselventile durchgeführt wird, ist in der DE-A 28 28 678 beschrieben. A hit detection of the type used here is known from DE-A 22 51 472, which are used there for anti-lock systems det. The electromagnetic control of electromagnetic table consumers, such as those used here for electromagnets Holding the gas exchange valves is carried out is in DE-A 28 28 678 described.  

Gegenüber diesem Stand der Technik ist für die Erfindung wesent­ lich, daß sie eine sofortige Wiederaufnahme des Betriebes des Gaswechselventiles ermöglicht, so daß es zu keinen längeren Ausfäl­ len und somit gefährlichen Betriebszuständen der Brennkraftma­ schine kommen kann.Compared to this prior art is essential for the invention Lich that they would immediately resume operations Gas exchange valves allows so that there is no longer failure len and thus dangerous operating conditions of the internal combustion engine can come.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren deutlicher dargestellt. Es zeigtIn the following the invention will become clearer with reference to the figures shown. It shows

Fig. 1 den Stromverlauf abhängig von der Zeit beim Einschalten des elektromagnetischen Verbrau­ chers mit auf den Prüfflächen des Elektromagne­ ten auftreffendem Anker; und Figure 1 shows the current curve depending on the time when switching on the electromagnetic consumer Chers with th on the test surfaces of Elektromagne th armature. and

Fig. 2 das Signal, das aus der Differenzierung des Stromverlaufes nach Fig. 1 gewonnen wird. Fig. 2 shows the signal which is obtained from the differentiation of the current profile according to Fig. 1.

In Fig. 1 ist der zeitliche Verlauf des Einschaltstromes für einen Elektromagneten eines Gaswechselventiles dargestellt. Der Elektromagnet besteht aus einer Spule und einem Schaltelement, das beim Durchschalten den Strom durch die Spule freigibt. Da­ bei ist vorgesehen, daß ein erster Einschaltstoß mit verhältnis­ mäßig hoher Stromstärke eingeleitet wird, anschließend wird, beispielsweise durch gezieltes Ein- und Ausschalten des Schalt­ elementes, ein getakteter Strom niedrigerer Stromstärke aufrecht­ erhalten. Ziel des Einschaltstoßes hoher Stromstärke ist es, den sich auf die Polflächen zubewegenden Anker auch sicher ein­ zufangen. Um den an den Polflächen ruhenden Anker in seiner ange­ zogenen Stellung zu belassen, bedarf es dann lediglich des gerin­ geren, getakteten Stromes.In Fig. 1, the time course of the inrush is shown for an electromagnet of a gas exchange valve. The electromagnet consists of a coil and a switching element that releases the current through the coil when it is switched through. Since it is provided that a first inrush is initiated with a relatively high current, then, for example, by targeted switching on and off of the switching element, a clocked current of lower current is maintained. The aim of the high current inrush is to safely catch the armature moving towards the pole faces. In order to leave the armature resting on the pole faces in its tightened position, all that is then required is the reduced, clocked current.

Fig. 1 gibt den Stromverlauf wieder. Zu einem Zeitpunkt t=0 wird der Strom eingeschaltet und steigt, sich asymptotisch gegen ei­ nen Maximalwert nähernd, an. Gleichzeitig bewegt sich bedingt durch die Federbeaufschlagung des Gaswechselventils, der Anker auf die Polflächen zu, und aus dem mechanischen Aufbau heraus sind die Flugzeiten des Ankers bis zum Auftreffen auf die Polflä­ che mit hinreichender Reproduzierbarkeit vorherbestimmbar. Zum Zeitpunkt t₀ trifft der Anker auf die Polflächen auf, das Auf­ treffen ist aus dem Stromverlauf erkennbar, an dieser Stelle nimmt der Strom kurzzeitig ab, um dann anschließend wieder bis auf seinen Maximalwert I ein anzusteigen. Fig. 1 shows the current profile. At a point in time t = 0, the current is switched on and rises, asymptotically approaching a maximum value. At the same time, due to the spring action of the gas exchange valve, the armature moves towards the pole faces, and from the mechanical structure, the flight times of the armature until it hits the pole face can be predetermined with sufficient reproducibility. At time t ₀ meets the armature to the pole faces to meet the ups can be seen in the current course, at this point the current increases for a short period, up to its maximum value I a to rise again and then then.

Der Stromverlauf, wie er sich ergeben würde, wenn der Anker nicht aufträfe, ist durch die gestrichelten Linien dargestellt. Deutlich erkennbar ist, daß der kurzzeitige Abfall des Stromverlaufes dabei nicht stattfindet.The current flow as it would result if the anchor was not is shown by the dashed lines. Clear it can be seen that the brief drop in the current profile does not take place.

Erfindungsgemäß wird nun der Stromverlauf in einem Zeitinter­ vall um den Zeitpunkt t₀ herum, beispielsweise in dem Bereich von t 1 bis t 2, überwacht. Fällt der Stromverlauf in diesem Zeit­ intervall ab, liegt in dem System die Information vor, daß der Anker auch tatsächlich auf die Polflächen aufgetroffen ist.According to the invention, the current profile is now monitored in a time interval around the time t ₀, for example in the range from t 1 to t 2 . If the current curve falls during this time interval, the system has the information that the armature has actually hit the pole faces.

Die Überwachung kann beispielsweise durch Differenzierung des Stromverlaufes stattfinden. Das dadurch gewonnene Signal ist in Fig. 2 dargestellt. Fällt also in dem Zeitintervall zwischen t 1 und t 2 das differenzierte Signal auf einen negativen Wert ab, ist der Anker aufgetroffen.Monitoring can take place, for example, by differentiating the current profile. The signal obtained in this way is shown in FIG. 2. If the differentiated signal falls to a negative value in the time interval between t 1 and t 2 , the anchor has hit.

Nicht zeichnerisch dargestellt ist die Vorrichtung zur Durchfüh­ rung des Verfahrens, die eine den Stromverlauf überwachende Schal­ tung besitzt. Der in Fig. 1 dargestellte Stromverlauf wird dif­ ferenziert, woraus das Signal gemäß Fig. 2 erhalten wird. Mit dem dargestellten Zeitpunkt t 1 wird ein Zeitfenster geöffnet, innerhalb dessen die Schaltung das Differenziersignal gemäß Fig. 2 erwartet. Ist bis zum Zeitpunkt t 2 das Differenziersignal nicht aufgetreten, wird die Startvorrichtung für das Gaswechselventil sofort angesteuert, da nunmehr die Überwachungsschaltung davon ausgeht, daß das Gaswechselventil nicht in seine Öffnungs- bzw. Schließstellung gelangt ist. Mit Ansteuerung der Startvorrichtung wird das Gaswechselventil erneut gestartet, so daß die Brennkraft­ maschine ihren Betrieb fortsetzen kann. The device for carrying out the method, which has a circuit which monitors the current profile, is not shown in the drawing. The current profile shown in FIG. 1 is differentiated, from which the signal according to FIG. 2 is obtained. At time t 1 shown , a time window is opened within which the circuit expects the differentiating signal according to FIG. 2. If the differentiating signal has not occurred by the time t 2 , the starting device for the gas exchange valve is actuated immediately, since the monitoring circuit now assumes that the gas exchange valve has not reached its open or closed position. With activation of the starting device, the gas exchange valve is started again, so that the internal combustion engine can continue its operation.

Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren geht somit maximal ein Arbeitstakt eines Zylinders verloren, die dadurch verursachte kurzzeitige Leistungsabnahme ist für den Betreiber der Brennkraft­ maschine kaum merkbar. Sollte aufgrund äußerer Einflüsse trotz Auftreffens der Ankerplatte auf die Polflächen der Elektromagne­ te das Differenziersignal ausbleiben, ist das erneute Ansteuern der Startvorrichtung unschädlich für den weiteren Betrieb.This method according to the invention therefore provides maximum The stroke of a cylinder was lost, which caused it short-term power consumption is for the operator of the internal combustion engine machine hardly noticeable. Should be due to external influences despite Impact of the anchor plate on the pole faces of the electromagnetic If the differentiating signal fails to appear, it must be activated again the starter is harmless for further operation.

Claims (4)

1. Verfahren zum Betreiben einer mit elektromagnetisch arbeiten­ den Haltevorrichtungen für die Gaswechselventile und mit einer Startansteuerung für die Gaswechselventile ausgerüsteten Brenn­ kraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß man
  • 1. in einem vorgegebenen Zeitintervall nach Einschalten des Stromes für die elektromagnetischen Haltevorrichtungen den Stromverlauf überwacht,
  • 2. bei abfallendem Stromverlauf über zumindest einen Teilbe­ reich des überwachten Zeitintervalls ein Signal erzeugt, und
  • 3. bei Ausbleiben des Signals in dem Zeitfenster das Gaswech­ selventil erneut startet.
1. A method for operating an electromagnetic work with the holding devices for the gas exchange valves and with a start control for the gas exchange valves equipped internal combustion engine, characterized in that
  • 1. monitors the current profile for the electromagnetic holding devices in a predetermined time interval after switching on the current,
  • 2. generates a signal when the current curve falls over at least a partial area of the monitored time interval, and
  • 3. If the signal does not appear in the time window, the gas exchange valve starts again.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Signal nur erzeugt wird, wenn der Abfall des Stromverlaufes einen vorgegebenen Steilheits­ wert überschritten hat.2. The method according to claim 1, characterized indicates that the signal is only generated if the drop in the current profile a predetermined slope has exceeded value. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Stromverlauf mindestens einmal differenziert wird zur Gewinnung des Signals bei ab­ fallendem Stromverlauf. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized ge indicates that the current flow at least once differentiated to obtain the signal at ab falling current.   4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer Brennkraftmaschine mit Gaswech­ selventilen, die gegen eine Federkraft beaufschlagt in ih­ ren Öffnungs- und Schließstellungen durch erregte Elektro­ magnete gehalten werden, und die über eine Startvorrichtung aus ihrer Ruhelage in die Öffnungs- oder Schließstellung be­ wegt werden, gekennzeichnet durch eine den Stromverlauf des den Elektromagneten ansteuernden Stromes auswertende Schaltung mit einem Differenzierglied, an dessen Ausgang der differenzierte Stromverlauf erscheint, und einem Vergleichsglied, das den differenzierten Stromverlauf auf­ nimmt und ein Signal abgibt, wenn ein vorgebbarer Wert unter- bzw. überschritten wird, und mit einer Ansteuereinheit, die bei Ausbleiben des Signales die Startansteuerung aktiviert.4. Device for performing the method according to one of the Claims 1 to 3, with an internal combustion engine with gas exchange selventilen, which acts against a spring force in ih open and closed positions through energized electronics magnets are held, and that via a starter be from their rest position to the open or closed position be marked by a the current profile of the current driving the electromagnet evaluating circuit with a differentiator, at the Output the differentiated current curve appears, and one Comparator that shows the differentiated current profile takes and emits a signal when a predeterminable value or is exceeded, and with a control unit that at Failure of the signal to activate the start control.
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